时间：2023-03-14 15:16:46
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先进的通信、信息技术是智能电网关键技术的基础，更灵活、清洁、安全及经济是“智能电网”技术所追求的目标。有助于实现实时信息快速处理和大电网大区域信息交互，做到实时掌握自身系统的各种反应系统稳定特征的参数变化，诊断预测故障，增强系统的稳定性。
1.1智能电网通信技术
实现智能电网的前提条件是实现通信技术的智能化，进一步实现各种不同信息相互之间的联系，通过这样的一个智能化通信系统可以建立一个高度的智能电网。也就是说集成度高、灵敏性好，双向快速反应的通信系统是智能电网实现的基础，缺少这样的通信系统的支持，也就无从谈起电网的智能化。因此要建设智能电网，我们首先就必须的建立这样的通信系统。
1.2参数量测技术
在智能电网基本的组成部件中参数量测技术显得尤为重要，智能电网中的各项数据信息可以通过先进的参数量测技术获得，这些信息可以在智能电网的各方面使用。智能电网中使用的是智能固态表计，智能固态表计的好处与作用是可以使电力公司与用户进行很好的双向通信技术，提高包括功率因数、相位关系（WAMS）、电能质量、表计损坏、设备状况和故障的定位、线路负荷、变压器和关键元件停电确认、电能消费、预测和温度等数据。
1.3高级的电力电子设备
目前的电能损耗比较严重，其中电力电子设备的使用是其中原因之一，落后的电力电子设备会损耗相当多的电能。而要提高电能的有效利用率的措施之一便是对电力电子设备的改善。高级、先进的电力电子设备可以为用户提供高质量的电能，提高电能的利用率，能满足各种不同的电力需求。高级、先进的电力电子设备设备技术，可以极大地提高输配电系统的性能，提高功率密度和电力生产的效率。高级的电力电子设备有着重要的作用在发电和输电以及配电、用电的过程中。
1.4先进的电力电子技术
有关研究显示先进的电力电子技术的节能效果可达10%～40%，对电能的控制和变换不在采取传统的方法，而是采取更先进的电力电子器件进行变换和控制。电力电子技术的不断发展，为电能的控制和变换提供了硬件条件。目前对电力系统运行要求的不断提高，导致电力电子技术大范围的应用于电力系统发、输、配、用等各个环节。当前电力电子市场上出现了SVC为基础的柔流输电技术；高压变频电气传动技术；新型超高压输电技术；智能开关同步开断技术和静止无功发生器、动态电压恢复器的电力技术等。
二、智能电网的展望
根据现阶段我国的国情，在一些远距离特高电压输送上相对落后，智能电网建设必须要解决好这个问题。同时可以通过智能电网的建设，能更进一步加强地区配电网自动化水平，实现多地区的电网共用，建设灵活、安全、有效、坚固的配电网络，实现对传统的电网结构的优化升级，满足未来社会与经济的发展。3.1分布式能源的接入分布式能源接入改变以往单线的接入方式，采用一种新型的接入方式，通过建立混合树状、网状等接入方式，这样的接入方式可以使每个点既可作为负荷消耗也可作为负荷提供，电力资源的交换得以双向交换。比如风力发电太阳能发电这样的，发电量不大，分布在负荷附近的发电形式叫做分布式能源。与传统的火电、核电、水电集中上网，然后在分布给负荷这种形式相对应的能源接入，节省输电网的投资，提高全系统可靠性，为系统运行提供了很高的灵活性。如电网遇到大风暴和冰雪天气，即使遭到严重破坏，但是其中的分布式电源可自行形成孤岛或微网，向交通枢纽、医院和广播电视等提供应急供电。3.2建立坚强、灵活的电网结构我国能源分布与生产力布局很不平衡，目前急需解决的问题就是如何进一步、优化特高压和各级电网规划。当前全球各国都在努力发展清洁能源，然而由于清洁能源间歇性、不确定性、随机性等本身的特点，因此电网的建设不得不加以考虑，这些因素会带来了极大挑战给电网的安全运行。解决这一问题的关键，在于通过对电网结构的运用灵活，通过电网结构灵活运用可以使电网结构安全可靠，就算是遇到自然灾害和社会灾害等突发灾害性也能保证电网的安全运行。而我们现实智能电网的主要目的便是在于提高电力体系安全性与可靠性，希望实现提高清洁能源规划与电网规划的协调性，能够更好的将新能源介入电网的运行以及并网的运行控制。
1.1电网通信系统的网络结构不合理，比较脆弱
国内电网的发展经历了数十年的建设，有了长远的发展，在自动化程度上有了飞速的建设，已经逐步的完善，但是由于技术发展的不平衡性，加上国内电网的复杂性，在客观上造成了电力通信难的问题，而目前国内用的较多的是星型结构和树形结构。这样的结构对电网的通信的可靠性都会造成不小的影响，一旦发生接地故障等，对供电抢修、运维人员的操作都会造成影响，也不利于资源的合理调配。许多通讯设备长期运行后，将进入设备护理期、修复期，甚至衰老期，所以需要照顾、修理或更换。此外，网络传输设备许多电力通信网中心站和可靠性的结构仍然存在着许多问题，需要在今后的技术改造中不断的完善，以达到电网通讯的通畅和快捷。
1.2电力通信网络的结构管理复杂
电力通信网运行管理一般分为一级通信网络，两个网络和三级通信网络，电源结构、规划线更复杂。随着变电站面积继续增加，在变电站新设备节点被串成的环形网络的拓扑结构，优化不足，越来越复杂。不少电力通信业务需要跨环甚至是跨多环进行传输，导致无法满足传输时的要求，当调度中心下达指令的时候，由于各个节点的增加，无法及时传达到每个节点，包括倒闸操作的时候，在控制室下达操作指令的时候无法及时地进行远程操作，造成延时等问题。
1.3电力通信网络的传输质量差
常见的电力通信网线屏蔽层质量很差，无法防止共模的干扰；单股铜线电缆的电力通信网络，比较容易产生干扰中断；电缆电线尺寸太小，减少网络传输的距离和减少悬挂装置；造成了距离长，传输质量很差。在大型变电站里，通常电缆沟有数百米的距离，从主控制出来的控制电缆控制着各个断路器和隔离开关的操作，一旦传输出现问题，就会对日常的操作造成影响。
1.4电力通信网网络管理不严谨、标准不一致
目前，对电力通信的用户界面输入的模拟信号接口的使用，不能传输信息的多样化和界面调整，也造成了很大困难。电力企业不断地进行技术革新，对变电站内部通信技术进行升级和改造，这些新技术的发展日新月异，企业如果不遵循相关技术措施，及时制定相应的规则和标准，规范用户的行为，可能出现鱼目混珠的现象，为网络监督埋下隐患。2.5地域发展不均衡由于各地区经济发展水平不一致，地域之间的差异和分化也越来越严重。在东部沿海等较发达的地方，数字化、光纤化的应用，为社会提供了有效的通信服务。但同时，在中部和西部地区的调度电话，许多地方连最基本的都没有完全解决。东西部之间或某些邻近地区之间的差距，造成电力通信网络不能使用接口设备一致，区划调整成本增加。
2电网通信自动化的发展
目前电网中通过利用现代电子技术、通信、计算机及网络技术与电力设备相结合、工作管理有机结合的网格监控、保护，在正常和事故条件下，供电部门一起测量和控制，改善和提高供电质量，为了与客户建立更密切的关系，电网自动化是一个综合性很高的系统性工程，其主要功能依靠通信技术得以实现，所以电网通信技术的发展显得尤为重要。
2.1电网通信关键技术
关键的通信网络建设的各种成熟的技术和电网公司的企业信息网络工程已经建立起来，特别充分利用网格运算，结合统一通信技术的优势，采用电力通信网络平台，将电网公司的数据网络的语音网络和视频网络，集成在一起，采用一个统一通信平台，该统一通信技术和实际需求紧密地联系在一起，在一个系统的基础上提出的子系统，即移动多媒体调度子系统应急指挥系统，就可以将日常的操作和电力的运行联系起来，采用移动操作系统和电力营销子系统及通信相结合的核心的网格通信组件，外层的通讯和电网系统的一部分。融合固定电话系统，语音信箱，传真系统，视频会议系统，信息系统，实现多业务系统的集成，通过对各业务单点登录系统的通信，应急统一、统一消息、语音、视频、统一的邮件列表。
2.2电网通信技术平台的应用及展望
目前，在电力系统通信，还有光纤通信的高带宽和高可靠性的特点，如高传输速率，但对灾害应急配电网络自动化办公智能化的需求，目前的电网，随着快速部署的特点的网络通信不受限制，在通信电源，因此在应用系统的地面，网络通信可以成为电力系统通信的重要辅助手段，为电力系统构建综合通信网提供非常重要的一个部分。
3结论
［论文摘要］随着现代科学技术的飞速发展，构建完善坚强可靠的电力通信网，显得越来越重要。文章结合电力通信的特点和需求及无线新技术的特性，分析无线通信技术在电网通信中的应用前景。
一、概述
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。
二、无线技术介绍
（一）无线通信技术的概念
目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。
（二）无线通信技术的发展现状
无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。
总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。
1.主流无线通信技术
从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。
2.其他无线通信技术
除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。
（4）UWB：UltraWideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。
三、无线技术优劣分析
（一）WLAN技术分析
Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
（二）WiMax技术分析
WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。
（三）WMN技术分析
WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。
（四）3G技术分析
3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。
（五）LMDS技术分析
本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。
（六）MMDS技术分析
MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。中国-七）集群通信技术分析
数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。
数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。
（八）点对点微波通信技术分析
微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。
（九）卫星通信技术分析
利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。
但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。
四、无线技术综合比较
目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。
首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。
从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。
从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。
从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。
从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。
从天线技术上看，仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术，而其他技术均未采用MIMO技术；从传输环境上看，仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输，其余技术均要求视距传输环境；从网络安全和QoS机制上看，WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善，其余的均存在较大的问题。
1.1光纤通信技术光纤专网通信方式带宽高、容量大、覆盖范围广，可靠性、实时性、安全性都很高，适用于配用电通信领域的所有业务，和其他通信方式相比优势明显。从技术角度看，配电通信网可以采用工业以太网技术或者无源光网络技术。工业以太网技术比较成熟，可靠性高，电力系统应用多，但成本偏高；以太网无源光网络（EPON）和吉比特无源光网络（GPON）技术发展前景很好，上下行速率为1．25Gb／s（GPON下行速率可达2．5Gb／s），并且组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。非常适合配电网的网络结构。目前EPON建网成本低于GPON，技术成熟度较高。光纤专网通信方式的缺点在于建设成本较高，部分老线路不具备光缆铺设条件［3－4］。
1.2无线宽带专网技术无线宽带专网方式带宽较高、系统容量较大、扩展性好，实时性较好，为电网公司在智能配电网建立全面覆盖、接入方式便捷的宽带综合业务通信平台提供了一个技术选择。但无线宽带通信网络的安全可靠性比有线通信网络低，目前业界主流的通信技术都有各自的缺点。全球微波互联接入（WiMAX）技术在国外应用较多，国内没有分配频点，存在政策风险；多载波无线信息本地环路（McWiLL）技术标准化程度不高，只有很少部分企业掌握核心技术，存在垄断风险；3GPP长期演进（LTE）技术尚未大规模商用，成熟度有待进一步验证［5］。230MHzLTE系统利用电力行业已有的230MHz负控频率资源（电力专用频率带宽1MHz，40个频点），通过扩充频点可实现上行15Mb／s和下行6Mb／s传输速率，采用多种解决高吞吐量和高可靠性传输的LTE关键技术，如自适应调制与编码（AdaptiveModulationandCoding，AMC）技术、混合自动重传请求（HybridAutomaticRepeat－Request，HARQ）技术、动态调度技术、干扰协调技术等，具备成本低、广覆盖和较大带宽的特点，并且组网灵活，便于施工。目前已有厂商研发出电力专用230MHzLTE产品。
1.3中压电力线载波技术中压电力线载波技术为电力系统特有的通信方式，利用10kV配电线路为媒质进行通信，无需布线，具有成本低、安全性好等优点。根据调制频带和带宽的不同可分为宽带技术和窄带技术。目前中压窄带电力线载波技术在配电通信领域使用较多，但由于频带限制，其传输带宽和实时性较低，同时中压电力线路情况复杂，开关众多，电力线载波通信容易受到配电网运行状况的影响［6］。以往因技术成熟度所限，中压电力线载波技术的大规模应用还比较少，仅仅作为对光纤和无线通信方式的补充手段，近年随着OFDM（正交频分复用）自适应调制解调、卷积编码、信道估计等技术的采用，中压宽带电力线载波技术也趋于成熟，视线路条件和环境情况，传输速率可达2～10Mb／s。目前中压宽带电力线载波技术在国外应用相对较多，在国内也开始试点应用。
1.4无线公网通信技术无线公网通信是指配用电终端设备通过无线通讯模块接入到无线公网，再经由专用光纤网络接入到主站系统的通信方式，目前无线公网通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。无线公网通信方式具有系统容量较大，建设成本较低，运行维护简便等优点，但采用无线公网通信方式安全性、实时性不能得到保证。另外，无线公网通信方式每年需要向运营商支付的使用费用也很大。电力专网与无线公网通信技术见表2和表3。
2智能配电通信网建设原则
综合考虑智能配电网规划建设情况和业务需求，并通过配电网通信技术的综合比较，建议智能配电通信网建设原则如下：a．因地制宜，综合采用多种通信技术相结合的方式建设智能配电通信网络。宜以专网为主，公网为辅。b．应根据实施智能配电区域的具体情况选择合适的通信方式。配电网主干线路宜采用光纤通信方式，分支线路可采用光纤与无线及中压载波相结合的通信方式。c．实现“三遥”功能的站点、依赖通信实现故障自动隔离的馈线自动化区域、分布式电源等宜采用通信专网，优先采用光纤通信方式；实现“两遥”、“一遥”功能的站点可采用光纤通信、中压载波及无线通信等多种方式，但采用无线公网时需采取相应的安全防护策略。d．采用光纤通信方式的配电通信网可根据情况采用无源光网络（EPON／GPON）、工业以太网等通信技术。e．应充分考虑配网改造工程多、网架频繁变动的特点，智能配电通信网系统规划设计时要有预留和备份资源。f．光缆建设应充分考虑智能配电通信网建设需求，以及用电通信网和其它增值业务的接入需求，新建配电网电缆线路或架空线路宜同步建设通信光缆或预留光缆架设通道。g．进行LTE、中压宽带电力线载波等通信新技术试点建设，技术成熟时可进一步推广。
3结束语
1.无线通信技术具有成本低的特点。
在过去，有线通信技术的使用需要进行沟槽施工、电缆架设等，需要电力企业投入大量的建设资金。而无线通信技术的使用则省去了很多地面施工经费，只需要在信号接收点安装一下信号接收器就可以了，大大降低了通信的资金，成本较低。
2.无线通信技术具有安装方便、工期短特点。
在有线通信的施工过程中，通信设备的安装环节复杂，施工周期也较长。与之相比，无线通信的安装比较简单，工期也短，能够在较短的时间内满足人们对信号传递的需求。
3.无线通信技术信号适应性强。
从信号强度来说，有线通信会受到地理位置等因素的影响给用户带来很多麻烦，而无线通信则很少受到外界因素的制约，信号的适应性更强。
4.无线通信技术扩展性大。
目前，我国经济发达地区已经普遍采用无线通信技术，但是在落后地区依旧采用的是有线通信技术。今后，随着经济社会和科学技术的发展进步，通信技术和通信设备将会在更大程度上得到发展，这就使得我国无线通信技术在将来也拥有更大的扩展空间。
二、无线通信技术在智能配电网中的实施要点分析
目前，无线通信技术已经在很多地方的智能电网中得到广泛应用。从现有的技术条件来看，我国目前智能电网中运用的无线通信技术主要包括3G技术、WLAN技术、WMN技术以及LMDS技术等，这些无线通信技术的应用在保证信号的稳定传递方面发挥着重要作用。下面，我们就对这些无线通信技术在智能电网中的应用进行分析。
1.3G技术的应用。
当前，3G技术已经形成了包括链路预算和传播模型预算以及计算机仿真在内的一套建网理论，并在很多地区得到了的大规模的商业应用。由此可见，3G技术网络技术已经具有相当多的实践经验，为智能配电网提供了成熟的技术支撑。
2.WLAN技术的应用。
WLAN技术是传统有线网络的延伸，通过射频技术来进行数据信息的发送和接收。现在，WLAN技术也逐渐走向成熟，WLAN产品也已经开始进行批量生产，为智能配电网提供物质帮助。但是，WLAN技术的应用过程中在数据安全方面存在一些隐患，需要做好防范工作。
3.WMN技术的应用。
与3G技术和WLAN技术相比，WMN技术是一种新兴的技术，它不仅在无线宽带的接入中发挥着重要作用，而且可以与数据和图像采集结合在一起对目标实行数据采集和监控等，现在已经在工业、交通以及环境检测等领域中得到广泛应用，也为智能配电网的构建提供技术支持和保证。
4.LMDS技术的应用。
在智能电网中，LMDS技术是一种固定宽带无线接入应用技术，它通过毫米波进行数据传输，从而在一定范围内提供数据、视频以及数字双工语音等业务，是智能配电网中一种很好的宽带固定无线接入解决方法。
三、小结
关键词：无线通信；电网通信；技术分析
一、概述
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。
二、无线技术介绍
（一）无线通信技术的概念
目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。
（二）无线通信技术的发展现状
无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。
总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。
1.主流无线通信技术
从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。
2.其他无线通信技术
除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。
（4）UWB：UltraWideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。
三、无线技术优劣分析
（一）WLAN技术分析
Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
（二）WiMax技术分析
WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。
（三）WMN技术分析
WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。
（四）3G技术分析
3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。
（五）LMDS技术分析
本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。
（六）MMDS技术分析
MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。
（七）集群通信技术分析
数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。
数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。
（八）点对点微波通信技术分析
微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。
（九）卫星通信技术分析
利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。
但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。
四、无线技术综合比较
目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。
首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。
从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。
从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。
从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。
从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。
从天线技术上看，仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术，而其他技术均未采用MIMO技术；从传输环境上看，仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输，其余技术均要求视距传输环境；从网络安全和QoS机制上看，WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善，其余的均存在较大的问题。
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。
二、无线技术介绍
（一）无线通信技术的概念
目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。
（二）无线通信技术的发展现状
无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。
总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。
1.主流无线通信技术
从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。
2.其他无线通信技术
除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。
（4）UWB：UltraWideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。
三、无线技术优劣分析
（一）WLAN技术分析
Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
（二）WiMax技术分析
WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。
（三）WMN技术分析
WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。
（四）3G技术分析
3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。
（五）LMDS技术分析
本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。
（六）MMDS技术分析
MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。
（七）集群通信技术分析
数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。
数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。
（八）点对点微波通信技术分析
微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。
（九）卫星通信技术分析
利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。
但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。
四、无线技术综合比较
目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。
首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。
从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。
从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。
从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。
从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。
从天线技术上看，仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术，而其他技术均未采用MIMO技术；从传输环境上看，仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输，其余技术均要求视距传输环境；从网络安全和QoS机制上看，WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善，其余的均存在较大的问题。
